224 한치과보철학회지 2010년 48권 3호

서론

치과용임플란트식립후변연골은임플란트의예후와심미

성에 중요한 향을 미치므로, 그 보존이 매우 중요하다. 그러

나 임플란트가 구강 내에서 저작압 등 기능력을 받음에 따라

변연골에는 점진적인 소실이 일어나게 되므로 그 원인규명과

예방이 임플란트 연구 분야의 중요한 주제가 되어 왔다. 변연

골소실에관련된인자로수술시의열손상,1 과부하,2 임플란트

주위염,3 고정체/지 주 연결부의 미세한 틈새,4-6 생물학적 폭

경,7,8 및임플란트경부의디자인9,10 등이거론되어왔다.그중에서도과부하가변연골소실의주요한원인으로작용

하고 있다. 임플란트 인접골 중에서도 경부를 둘러싸는 변연

골은 응력집중으로 인해 응력수준이 가장 높게 발생한다.Prendergast와Huiskes11는미세모델링을이용한유한요소해석을

통해 골이 과부하를 받으면 미세손상이 생기고, 골 개형에 의

해미세균열이치유되는것보다미세손상의융합이더우세해

지면서골의파절이나소실이개시될수있다하 으며, Frost12

는 피질골에서 미세손상이 발생하는 스트레인이 3,000 - 4,000

microstrain 정도라 하 다. 이 스트레인을 응력으로 환산하면

40 - 55 MPa 정도가된다. 임플란트변연골의소실을미세손상

과 골 개형 사이의 부조화에 기인한 것으로 간주하여 변연골

의 응력을 분산시켜 스트레인 값이 미세손상 발생의 임계치

이내로관리하여야한다. 변연골에서의높은응력발생은임플란트형상이나사이즈,

임플란트/골 계면에서의 골융합 정도, 골조건 등의 다양한 상

황에서관찰되었다. 지금까지변연골응력을감소시키기위해

제안된 방법으로는 임플란트 식립 개수를 늘리거나, 크기가

큰임플란트사용,13-15 임플란트몸체와16,17 나사산18,19 및지 주20,21

디자인의 최적화, 임플란트 표면개질법22,23 등이 있다. 이러한

방법들을 통해서 임플란트/골 계면의 넓이를 키워 단위 면적

당의 응력을 감소시키려는 것이다. 그러나 보다 직접적으로

변연골 응력을 결정하는 요인은 임플란트 경부로부터 변연골

로 이어지는 힘 전달 경로의 특성이므로 임플란트 경부 디자

인이변연골응력관리에매우중요하다.24,25

임플란트경부는임플란트와골사이의힘전달경로상에서

변연골에 가장 가까이 위치하므로 변연골의 응력분포와 직결

DOI:10.4047/jkap.2010.48.3.224

*교신저자: 조조광광헌헌

700-412 구광역시중구삼덕동 2가 188-1번지경북 학교치의학전문 학원치과보철학교실 053-600-7651: e-mail, khjo@knu.ac.kr

원고접수일: 2010년 6월 30일 / 원고최종수정일: 2010년 7월 7일 / 원고채택일: 2010년 7월 12일

임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

임정열∙조진현∙조광헌*

경북 학교치의학전문 학원치과보철학교실

연구 목적:본연구에서는임플란트경부디자인의측면에서미세나사, 치은관통부의곡면디자인적용및경부역사면부여효과를직접비교하여정량적인평가를하고

자하 다. 연구 재료 및 방법:직경4.1 mm, 길이10 mm 의매립형 (submerged) 고정체 (Dentis Co., Daegu, Korea)를기본형상으로설정하 다. 실험모델로는 조모델의경부주위, 즉치은관통부/지 주체결방법에변화를준다섯가지경우로설정하 다 (실험모델 I: 경부측3 mm 에높이0.15 mm, 피치0.3 mm 의미세나사 (microthread)가가공된모델, 실험모델 II: 실험모델 I 과동일한고정체이나, 매립형이아니라1-stage 형 (internal type) 디자인을가진미세나사가가공된모델, 실험모델 III: 매식부나사산은 조모델과동

일하나1-stage 형경부디자인을가지는미세나사가가공되지않은모델, 실험모델 IV: 일체형 (one piece system) 임플란트로치은관통부에3 mm 직경의만곡 (concavity)형상

을갖는모델, 실험모델V : 매식부나사산및지 주는 조모델과동일하나고정체platform 가장자리에높이1 mm 의역사면 (reverse bevel)을갖는모델). 유한요소해석을

위해PC용으로출시된상용프로그램인NISA II/Display III (EMRC, Troy, MI, USA)를사용하여, 축 칭으로임플란트/악골조합을모델링하 다. 고정체형상은동일하나경

부 (및치은관통부) 디자인에차이가있는여섯종의임플란트 ( 조모델+ 다섯종실험모델)를9 mm 폭경의악골에식립하고임플란트장축에 해30도의각도를갖는

100 N의하중을받는조건으로임플란트/골복합체의응력을해석하 다.결과:실험모델 I과실험모델 IV에서변연골응력이약간낮았으나실험모델 II, III, 실험모델V는 조모델보다변연골응력이높았다. 최 절점응력이기록된임플란트

로부터0.2 mm 떨어진위치에서의응력은실험모델 III에서21.11 MPa로가장높았고실험모델 II와실험모델V는비슷한수준으로각각18.39 MPa, 17.88 MPa이었으며실험

모델 I, IV는 조모델의15.09 MPa 보다약간낮은14.78 MPa, 14.63 MPa 다.결론:경부의미세나사와치은관통부의곡면 (concavity) 부여가변연골의응력집중방지에효과가있는것으로분석되었다. ( 한치과보철학회지2010;48:224-31)

주요 단어:임플란트경부디자인, 치은관통부, 유한요소법, 경부골응력

ORIGINAL ARTICLE

* A thesis submitted to the Council of the Graduate School of Kyungpook National University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Ph.D. in Dental Science December 2009.

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임정열∙조진현∙조광헌 임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

된다. 따라서 이전 연구에서도 경부 디자인과 관련된 주제가

다수있었으며그중platform switch,26,27 미세나사적용,27,28 치은관

통부의 곡면 디자인 적용,29 경부 역사면 부여30 등의 방법으로

응력 분포의 개선이 가능함을 입증하 다. 그러나 이들 선학

연구는 한 가지 방법에 국한하여 그 효과를 정성적으로 분석

하 다는한계를가지고있었으므로이들디자인의효과를정

량적으로 비교하여 장단점을 포괄적으로 평가하는 것이 필요

하다. 본연구에서는임플란트경부디자인의측면에서미세나사,

치은 관통부의 곡면 디자인 적용 및 경부 역사면 부여효과를

직접비교하여정량적인평가를하고자한다.

연구 재료 및 방법

1. 기하 모델 (Geometric model)

직경4.1 mm, 길이10 mm 의매립형고정체 (Dentis Co., Daegu,Korea)를기본형상으로하여 (Fig. 1A), 상부구조를포함시켜

조모델을설정하 다 (Fig. 1B). 조모델고정체는몸체전체

에높이0.33 mm 피치1.8 mm의buttress형2 줄나사산이가공되어

있으며고정체하방에는 self tapping 목적의절삭연이있다. 조

모델의경우, 경부에서고정체platform 폭경은4.1 mm 인데비해

지 주폭경은3.3 mm 로가늘어, 변연골에서platform switch 효과

가예견되었다. 실험 모델로는 조 모델의 경부 주위, 즉 치은 관통부/지

주체결방법에변이를준다섯가지경우를설정하 으며, 이전 연구들에 의해 변연골 응력 감소 효과를 가진 디자인이 포

함되었다 (Fig. 2).

실험모델군을정리하면,1) 실험모델 I (Type I): 조모델과동일한매립형고정체로,

경부측 3 mm 에 높이 0.15 mm, 피치 0.3 mm의 미세나사

(microthread)가가공된모델

2) 실험모델 II (Type II): 실험모델 I 과동일한고정체이나, 매립형이아니라 1-stage 형 (internal type) 디자인을가진모델

(platform switch 효과가배제된모델)3) 실험모델 III (Type III): 매식부나사산은 조모델과동일

하나 1-stage 형 경부 디자인을 가짐 ( 조 모델의 platformswitch 효과가배제된모델)

4) 실험모델 IV (Type IV): 일체형임플란트로치은관통부에3mm 직경의만곡형상을갖는모델

5) 실험모델 V (Type V): 매식부나사산및지 주는 조모

델과동일하나고정체platform 가장자리에높이1 mm의역

사면을갖는모델

실험모델 I 과실험모델 II 의경부에부여된미세나사는높

이가 0.15 mm, 피치가 0.3 mm 이며여섯줄나사로가공되어식

립시피치가1.8 mm인하부의주나사와동조 (synchronize) 하게

된다. Type IV 임플란트는정등29의연구를참조하여치은관통

부 (높이 2.8 mm)에 만곡부가 치조정 방향에 근접된 비 칭형

만곡부를가진다. 치조골의 기하학적 형상이 변연골 응력분포에 미치는 향

이 모든 해석모델에서 일치되도록 하기 위해, 임플란트 경부

주위 골의 형상을 모든 모델에서 동일하게 모델링하 다. 특히 변연골의 폭경이 응력 분포에 주요한 향을 줄 수 있으므

로, 본연구에서는치조골정하방1.5 mm 위치 (y = -1.5 mm, Fig.1B)에서골의폭경을 9 mm로고정하 다. 치 골두께는모든

부위에서 동일하게 1.0 mm로 가정하 으며, 악골 높이는 15mm, 즉고정체의매식부길이의1.5배로설정하 다. 표적인

유한요소모델을Fig. 3에나타내었다.

Fig. 1. Schematic presentation of the implant/bone complex shown in a bucco-lingual aspect showing.A: detailed dimensions of the submerged type fixture, B: basic dimensions of the implant/bone complex.

A B4.10

3.800.40

9.60

1.80

0.33

30 deg

9.35 mm

100 Ny

8.0 mm

x

15.0 mm

crestal bonewidth at 1stthread: 9.0 mm

1.0 mm

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임정열∙조진현∙조광헌 임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

2. 유한요소 해석모델

유한요소해석을 위해 PC용으로 출시된 상용 프로그램인

NISA II/Display III (EMRC, Troy, MI, USA)를사용하여,31 축 칭으

로임플란트/악골조합을모델링하 다. 조모델과 5종의실

험 모델에서 악골의 폭경을 포함한 기하학적 형상, 치 골의

두께와 도, 또한 해면골의 두께와 도를 모두 동일하게 구

성하 다.

Mesh 모델 구성에는 NKTP type 34형 solid 요소 (4각형 axisymmetric 요소, 절점수8개)가사용되었다. NISA II에서는축 칭

구조에축 칭하중은물론비축 칭하중조건이사용되는경

우를위해 solid 요소인NKTP 34와 shell 요소인NKTP 37을구비

하고 있다. 본 연구에서는 임플란트 장축과 30도의 각을 이룬

경사력, 즉 비축 칭 하중 조건을 사용하고 있으므로, NKTPtype 34형요소를사용하여모델링하 다. 해석오차감소를위

해요소종횡비 (aspect ratio)는5.0 이내로, 요소의모서리각을45

Fig. 2. Schematic presentation showing the crestal module designs of the control and five experimental implant systems. A: submerged system (control), B: submergedsystem with microthread (Type I), C: 1-stage internal system with microthread (Type II), D: 1-stage internal system (Type III), E: one piece system with concave trans-gingival part (Type IV), F: submerged system with beveled platform (Type V).

0.4 mm

0.15 mm

0.3 mm

0.5 mm3.0 mm

4.1 mm0.4 mm

0.2 mm

Fig. 3. Typical finite element mesh (control model).Elements sitting on the marginal bone surface within 1mm away from the implant wall were given equalsize, i.e 0.2 mm as seen in the box, in order to facilitatea direct comparison between the models analyzed.

30 degy

100 N

Axis ofSymmetry

Boundary conditionsUx = Uy = 0 at x = y = 0Uy = 0 at y = 0

x

0.2 mm

1.0 mm

A B C

D E F

한치과보철학회지 2010년 48권 3호 227

임정열∙조진현∙조광헌 임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

- 135도로제한하 으나나사산끝부위등형상변화가심한일

부부위에서는이를만족하지못하는것을허용하 다. 모델 간 변연골 응력의 상호 비교를 용이하게 하기 위해 변

연골 표면의 요소 크기와 mesh 패턴을 모든 해석 모델에서 동

일하게설정하 다. Fig. 3에나타낸바와같이변연골외면에서

임플란트로부터 1.0 mm 이내 역에는모든해석모델에일률

적으로변길이 0.2 mm 크기의요소를다섯개배치하 다. 임플란트와 변연골 표면이 선각을 이루며 만나는 노치 (notch)부위에서의기하학적특이점으로인한응력의유한요소mesh 의존성을배제하 다.

임플란트, 골및보철물의물성은Table 1에제시된수치를사

용하 다. 연조직은 그 하중 분담률을 무시할 수 있다고 가정

하여해석모델에서제외하 다.

3. 하중조건 및 경계조건

Fig. 1B 및Fig. 3에보인바와같이, 치관의교합면상에임플란

트 장축과 30도를 이루는 방향으로 100 N의 힘을 부여하 다.

변위경계조건으로는원점에서는 Ux = Uy = 0, 기저면상의모

든다른절점에서는Uy = 0 조건을부여하여, 악골기저면이고

정된것으로모사하 다 (Ux, Uy 는각각x-축, y-축방향의변위).임플란트 지 주와 고정체, 지 주와 보철물, 그리고 임플란

트와 골 사이의 모든 계면은 미끄러짐이 없는 완전결합을 이

루는 것으로 가정하 고, 선형탄성 가정 하에 모든 해석을 수

행하 다.

결과

고정체형상은동일하나경부 (및치은관통부) 디자인에차

이가있는여섯종의임플란트 ( 조모델+ 다섯종실험모델)를9 mm 폭경의악골에식립하고임플란트장축에 해30도의

각도를 갖는 100 N의 하중을 받는 조건으로 임플란트/골 복합

체의응력을해석하 으며, 그결과를Fig. 4에나타내었다. Fig. 4에서는변연골응력을용이하게관찰하기위해임플란

트자체의응력은표시하지않았다. Fig. 4에서일부관찰할수

있는바와같이변연골을제외한다른인접골에서의응력수준

Table 1. Mechanical properties (bone and implant materials)Material Young's Modulus (GPa) Poisson ratio Strength (MPa) Tensile yield stress (MPa)Titanium 102.2 0.35 - -Cortical bone 13.7 0.3 72 - 76 (tensile) 60

140 - 170 (compressive)Cancellous bone 1.37 0.3 22 - 28 (tensile) -Gold (Type IV) 95 0.3 -

Fig. 4. Stress distributions in the marginal bone around each of six implant models subject to a load of 100 N acting at 30 degree to the implant axis. A: control, B: Type I, C: Type II, D: Type III, E: Type IV, F: Type V, G: stress band in MPa.

A B C

D E F

G0.0

2.1

4.2

6.2

8.3

10.4

12.5

14.6

16.7

18.8

20.1

22.9

24.0

228 한치과보철학회지 2010년 48권 3호

임정열∙조진현∙조광헌 임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

은 매우 미미하 으므로, 변연골 부위만을 확 하여 contourplot 을나타내었다. 그림에제시된응력요소는제 3 주응력 (최

압축응력, principal stress III)으로골생리이론에서골개형장애

의판단기준으로삼는응력성분이다.12

골생리 연구에서는 치 골의 생리적 개형에 한 허용수준

을약3000 - 4,000 microstrain (0.4% strain)으로보고하고있는데,12

이를 Table 1에 제시된 치 골의 탄성계수를 사용하여 응력으

로환산하면약40 - 55 MPa이된다. Fig. 4에서는이값의약50%수준인 24 MPa를상한값으로설정하여이를넘는 역은회색

으로 나타내었다. 모델별로 변연골 응력 값에 차이가 있지만

Fig. 4 의C와D의경우에는변연골에24 MPa을넘어서는응력집

중 역이 관찰되었으며, 조 모델을 포함한 그 외 모델에서

는응력집중이없었고, 응력수준도낮게관찰되었다. Fig. 5에는변연골표면의응력을임플란트모델로상호비교

한 것이다. 앞에서 언급된 바와 같이, 모든 해석모델에서 변연

골표면을구성하는요소의사이즈를0.2 mm로균등하게하여,mesh 특성이응력에미치는 향을모든모델에서동일하도록

하 으므로절점응력을직접비교하여도무방하다. 그러나임

플란트와 변연골이 선각을 이루며 만나는 지점, 즉 노치에서

관찰된 특이점 문제를 피하기 위해, 임플란트 벽면으로부터

0.2 mm 이상떨어진부위에서의응력을비교하 다. Fig. 5에서

보는 바와 같이, 최 절점응력이 기록된 임플란트로부터 0.2mm 떨어진위치에서의응력은실험모델 III에서21.11 MPa로가

장높았다. 한편, 실험모델 II와실험모델V는비슷한수준으로

각각18.39, 17.88 MPa이었고, 실험모델 I, IV는 조모델의15.09MPa 보다약간낮은14.78. 14.63 MPa 다.

조 모델과 실험 모델 I을 비교하 을 때 미세나사의 존재

가응력분산에어느정도 향을미쳤음을알수있었다. 또한

조 모델과 실험모델 IV를 비교시, 치은 관통부의 만곡부가

변연골의 응력감소 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 반면, 조모델에있는platform switch 효과가배제된실험모델 II와 III 에서는변연골의응력이각각 20 - 40% 증가되었다. 또한경부역

사면이부여된실험모델V에서도 조모델에비해변연골응

력이약18% 증가되는것이확인되었다.

고찰

치근막 같은 응력완화조직이 결여된 임플란트 인접골에는

국소적인 응력집중이 발생할 위험이 크다. 과도한 응력은 임

플란트 인접골의 골개조를 저해하여 골소실이나 골융합의 훼

손을 일으키는 원인이 될 수 있으므로, 응력을 분산시켜 적정

수준 이하로 관리하는 것이 필요하다. 변연골은 인접골 중 가

Stresses on the marginal bone surface

Stre

sse

(MPa

)

25

20

15

10

5

Control 15.09 15.33 13.49 11.46 9.74

Type - I 14.78 14.51 12.84 10.95 9.3

Type - II 18.39 16.24 13.88 11.81 10.01

Type - III 21.11 17.33 14.76 12.51 10.58

Type - IV 14.63 14.98 13.34 11.51 9.83

Type - V 17.88 15.93 14.15 12.38 10.76

Distance from implant wall (mm)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Fig. 5. Stress distribution (maximum compressive stress) on the external surface of marginal bone around the each of six implant models.

한치과보철학회지 2010년 48권 3호 229

임정열∙조진현∙조광헌 임플란트 경부 디자인이 변연골 응력에 미치는 향

장 높은 응력이 발생되는 부위이기 때문에, 응력집중에 따른

변연골 소실에 의해 임플란트의 치관/치근 비율이 악화되면

응력이 더 커지게 되고 또한 임플란트 주위에 치주낭을 형성

하여임플란트주위염의위험성이높아질수있다. 변연골응력에직접적인 향을미치는두가지요소는임플

란트 경부의 디자인과 변연골의 형상 조건이다. 응력은 기본

적으로 힘이 전달되는 양태에 의해 결정된다. 변연골 응력 역

시 상부 보철물에 작용되는 저작압이 임플란트 경부를 거쳐

인접한변연골로이어지는힘전달경로의특성에의해크기와

분포가 결정된다. 그러므로 힘전달 경로를 구성하는 두 요소

의기하학적형상과물성의조화가중요하다. 임플란트수를늘이거나큰직경의임플란트를사용하는기

본적인 방법 외에도 변연골의 응력집중 완화를 통해 응력 수

준을낮출수있다. 후자의방법에이용할수있는기구로는 1)임플란트와 변연골이 만나는 위치에서 양자의 구조강성의 급

격한변화를방지하여응력집중발생을차단하는방안32과, 2)임플란트로 부터의 힘 전달이 변연골 신 그 하방으로 일어

나게 하는 방안을 거론할 수 있다.26,27 조 모델로 선택된, sub-merged형 임플란트는 기본적으로 후자의 방법이 적용된 것이

며, 이는platform switch 방법과동일한효과를가지고. 실험모델

III과의비교를통해서입증될수있다. 실험모델 III의경우임

플란트로부터변연골로의힘전달을완화하는기구가없으므

로절점응력이 조모델에비해약 40% 높았던것으로추론된

다. 실험모델 III에서는임플란트경부가골을만나는위치에서

V-형홈이형성되며임플란트/골복합체의구조강성이급격하

게변화하여기하학적특이점이만들어진결과심각한응력집

중이발생되었을것이며 (Fig. 4D), 또한이는노치끝 (notch tip)에국한되는작은 역에서상 적으로큰양의힘이임플란트로

부터변연골로전달된다는것을의미한다. 실험모델 III 보다는낮았지만실험모델 II에서도유사한형

태의응력집중이관찰되었으며 (Fig. 4C), 이경우경부에서변연

골로의힘전달을방지하는platform switch 효과가없었기때문으

로생각된다. 반면, 실험모델 III에비해실험모델 II의경우, 경부에 부여된 미세나사가 임플란트의 직경을 증 시키는 효과

를주어상 적으로응력을낮게발생시킨것으로생각된다. 실험모델 IV는일체형임플란트의형태지만힘전달의측면

에서볼때경부형상이 조모델과마찬가지로platform switch기구를 포함하고 있고, 비 칭형 만곡부를 가지고 있기 때문

에 조군에비해응력감소가나타났다. 실험모델V의경우는다른모델들과다르게변연골내의응

력분포특성, 즉 응력의 방향을 바꾸어 응력크기를 낮추고자

하는디자인이었다. 경부의역사면은변연골에인장응력발생

을유도하여저적압에의한압축응력을상쇄시켜응력을낮추

려는 방안이며, 사면을 이용하여 응력의 분포특성을 바꾸는

유사한 사례를 임플란트가 가진 나사산에서 볼 수 있다. 임플

란트와 인접골이 골융합을 이루고 있다면 그 몸체의 나사산

부위와인접골사이의힘전달은나사산윗면에서는인장응력,

나사 아랫면에서는 압축응력 형태로 일어나게 된다.33 따라서

저작압에 의해서 부하되는 인접골의 압축응력이 임플란트 나

사산 윗면에서는 상쇄효과가 생겨 응력감소가 생길 수 있다.실험 모델 V의 경부 역사면이 이 같은 나사산 윗면과 같은 효

과를가질것으로예견되어효과가기 되었으나응력완화효

과는상 적으로낮은것으로관찰되었다. 실험모델V에서역사면효과가미미했던것은그효과를충

분히 얻을 수 있을 정도의 충분한 크기의 사면각이 부여되지

못했기때문으로생각된다. 연구에사용된고정체는4.1 mm 직경의표준형이며여기에 3.3 mm 직경의지 주가장착되었다.지 주의강도를감안하면그직경을줄이는데한계가있으므

로 충분한 크기의 사면을 부여할 수 있는 공간 확보가 어려웠

다고 생각된다. 그러므로 역사면 부여를 통한 변연골 응력 완

화효과는표준형임플란트보다는 5.0 - 5.5 mm 이상의 직경

임플란트에서얻을수있으리라생각된다. 본 연구에서는 변연골 소실이 전혀 없는, 즉 골내 매식부의

최 높이까지변연골이골융합을이룬이상적인경우에 해

분석하여 비교하 다. 그러나 임플란트가 구강환경에서 기능

을개시한이후에는변연골이완전하고이상적인경우는드물

것이며오히려일정수준의변연골소실이존재하는것이일반

적일 것이다. 따라서 임플란트 경부 디자인의 향에 한 해

석과 비교분석에서도 이 같은 임상적 골조건을 반 한 보다

현실적이고종합적인분석이더필요할것으로사료된다.

결론

조모델은platform switch 효과를통해변연골의응력집중이

방지된 것이 관찰되었다. 조 모델 비, 실험 모델 I과 실험

모델 IV에서 변연골 응력이 낮아졌으며, 이 결과를 통해 경부

의 미세나사와 치은 관통부의 곡면 부여가 효과가 있는 것으

로분석되었다. 반면, 실험모델 II, III, 실험모델V는 조모델

보다변연골응력이높았다. 그이유로, 실험모델 II, III의경우

에는platform switch 효과가없어져변연골에응력집중이발생하

기때문이고, 실험모델V의경우는공간부족으로인해충분

한사면각도가부여되지못하 기때문으로추론되었다.

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ORIGINAL ARTICLE

한치과보철학회지 2010년 48권 3호 231

Influence of crestal module design on marginal bone stress around dental implant

Jung-Yoel Lim, MSD, PhD, Jin-Hyun Cho, DDS, MSD, Kwang-Heon Jo*, DDS, MSD, PhD

Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Kyungpook National University, Daegu, Korea

Purpose: This study was to investigate how the crestal module design could affect the level of marginal bone stress around dental implant. Materials and methods: A sub-merged implant of 4.1 mm in diameter and 10 mm in length was selected as baseline model (Dentis Co., Daegu,Korea).A total of 5 experimental implants of different crestalmodules were designed (Type I model : with microthread at the cervical 3 mm, Type II model : the same thread pattern as Type I but with a trans-gingival module, Type IIImodel: the same thread pattern as the control model but with a trans-gingival module, Type IV model: one piece system with concave transgingival part, Type V model: equippedwith beveled platform). Stress analysis was conducted with the use of axisy mmetric finite element modeling scheme. A force of 100 N was applied at 30 degrees from the implantaxis. Results: Stress analysis has shown no stress concentration around the marginal bone for the control model. As compared to the control model, the stress levels of 0.2 mmareas away from the recorded implant were slightly lower in Type I and Type IV models, but higher in Type II, Type III and Type V models. As compared to 15.09 MPa aroundfor the control model, the stress levels were 14.78 MPa, 18.39 MPa, 21.11 MPa, 14.63 MPa, 17.88 MPa in the cases of Type I, II, III, IV and V models. Conclusion: From theseresults, the conclusion was drawn that the microthread and the concavity with either crestal or trans-gingival modules maybe used in standard size dental implants to reducemarginal bone stress. (J Korean Acad Prosthodont 2010;48:224-31)

Key words: Crestal module design, Trans-gingival module, Marginal bone stress

*Corresponding Author: Kwang-Heon Jo

Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Kyungpook National University, 188-1 2ga, Samduk-dong, Jung-gu, Daegu, 700-412, Korea

+82 53 600 7651: e-mail, khjo@knu.ac.kr

Article history

Received June 30, 2010/ Last Revision July 7, 2010/ Accepted July 12, 2010